大断面类矩形顶管壳体土压及顶进阻力分析--以上海淞沪路-三门路下立交工程为例 被引量：11

1

作者 郑斌 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第10期1740-1747,共8页

为分析类矩形顶管机头的挤土效应,采用理论与数据分析相结合的方法,将上海淞沪路-三门路下立交大断面类矩形顶管工程中顶管机壳体土压力及顶进阻力监测结果与规范理论值进行对比,并引入经验计算系数。研究表明:1)按土柱理论和朗肯土压... 为分析类矩形顶管机头的挤土效应,采用理论与数据分析相结合的方法,将上海淞沪路-三门路下立交大断面类矩形顶管工程中顶管机壳体土压力及顶进阻力监测结果与规范理论值进行对比,并引入经验计算系数。研究表明:1)按土柱理论和朗肯土压力理论计算的顶管机壳体土压力偏小;2)顶进阻力与推进里程呈线性关系,斜率为单位长度管道外壁摩擦阻力,截距为顶管机迎面阻力;3)《给水排水管道工程施工及验收规范》2008版和1997版中给出的顶管隧道单位长度管道外壁摩擦阻力计算方法均是以圆形截面为基准的,对于本工程的类矩形顶管隧道,2008版的计算结果较实际值小20%以上;4)对于上海砂质粉土地层,控制土压力侧向系数建议取0.8。 展开更多

关键词 大断面类矩形顶管 砂质粉土 土压力 顶进阻力

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矩形顶管技术发展与研究现状 被引量：195

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作者 彭立敏 王哲 +1 位作者 叶艺超 杨伟超 《隧道建设》 北大核心 2015年第1期1-8,共8页

文章介绍了现代矩形顶管工艺的技术基础、矩形顶管的适用环境条件和优越性,阐述了国内外机具设备的发展现状,从顶推力的研究进展、背土效应机制及控制措施、工作面稳定性评估3个方面介绍了矩形顶管理论研究现状。简单介绍了国内外部分... 文章介绍了现代矩形顶管工艺的技术基础、矩形顶管的适用环境条件和优越性,阐述了国内外机具设备的发展现状,从顶推力的研究进展、背土效应机制及控制措施、工作面稳定性评估3个方面介绍了矩形顶管理论研究现状。简单介绍了国内外部分典型顶管工程实例,从理论方面、设计方面、施工方面介绍了矩形顶管当前面临的难题。 展开更多

关键词 大断面 矩形顶管 研究现状

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某超大直径断面顶管施工引起的地层位移分析 被引量：13

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作者 王剑 邓宗伟 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期95-100,共6页

基于随机介质理论,以城市某超大直径断面顶管工程为背景,以"试验段"某断面监测数据为基础进行位移反分析,得到隧道断面收敛值ΔA和隧道开挖所处的地层条件tanβ;对比分析3种隧道位移收敛模式(均匀收敛模型、非均匀收敛模型以... 基于随机介质理论,以城市某超大直径断面顶管工程为背景,以"试验段"某断面监测数据为基础进行位移反分析,得到隧道断面收敛值ΔA和隧道开挖所处的地层条件tanβ;对比分析3种隧道位移收敛模式(均匀收敛模型、非均匀收敛模型以及Peck公式)的地表沉降值,得到适合该工程的位移收敛模式,并据以预测隧道穿越后的地表变形;定量分析4种影响隧道开挖引起地表变位的因素,研究结果可为以后类似的工程提供理论参考。 展开更多

关键词 超大直径顶管工程 随机介质理论 地层变位 收敛模式 影响因素

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超大类矩形断面复合顶管施工力学性能研究 被引量：9

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作者 刘红波 张国栋 +2 位作者 潘伟强 温锁林 崔乾道 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1115-1124,共10页

依托上海轨道交通14号线静安寺站工程,介绍了超大类矩形断面钢-混凝土复合顶管的结构构造、加工制作与施工监测方案,重点分析应力监测数据并结合数模结果揭示了管节在顶进及后续施工中的受力性能,以此来研究大埋深软土地层中新型超大断... 依托上海轨道交通14号线静安寺站工程,介绍了超大类矩形断面钢-混凝土复合顶管的结构构造、加工制作与施工监测方案,重点分析应力监测数据并结合数模结果揭示了管节在顶进及后续施工中的受力性能,以此来研究大埋深软土地层中新型超大断面顶管的施工力学特性.结果表明:对于顶管中的任一管节,钢板与纵向肋板的应力在该管节顶进初期与全钢管顶推完成时出现较大波动,而中间段基本稳定在某一数值,且钢板轴向受力相比环向受力对管节纠偏更敏感;同一顶管不同管节在施工过程中的应力和位移分布一致:应力分布较为均匀,峰值应力位于顶推面拐角附近;变形趋势为竖向内凹、横向小幅外凸,峰值形变位于竖向跨中;管节峰值应力随顶管推进逐步增大,但均未超过弹性极限,峰值形变保持稳定;钢板的环向应力由水土压力控制,应力分布为上部受拉、左右受压,轴向应力由顶推力控制,其中竖直方向上的轴向应力也受管节竖向偏转和外壁环向荷载的影响;纵向肋板的轴向应力在水平方向上由顶推力控制,在竖直方向上由外壁环向荷载控制;后续施工过程中,顶管受力相对稳定.影响范围方面:注浆加固对钢板和纵向肋板的受力均有较大影响;管节环向焊接主要对钢板的环向与轴向受力有较大影响;钢筋绑扎和混凝土浇筑仅对钢板的环向受力有较大影响. 展开更多

关键词 超大类矩形断面 钢-混凝土复合顶管 加工构造 数值模拟 应力监测 力学性能

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超大断面矩形顶管土体扰动分析及沉降控制 被引量：5

5

作者 姜留涛 李宏波 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期64-70,共7页

研究目的:超大断面顶管施工土体扰动及沉降控制对整个工程风险控制至关重要,为探究超大断面矩形土压平衡顶管土体扰动规律及沉降控制方法,以郑州红专路下穿中州大道顶管工程为依托,通过顶管模型及土体沉降数值解分析,深入分析顶管过程... 研究目的:超大断面顶管施工土体扰动及沉降控制对整个工程风险控制至关重要,为探究超大断面矩形土压平衡顶管土体扰动规律及沉降控制方法,以郑州红专路下穿中州大道顶管工程为依托,通过顶管模型及土体沉降数值解分析,深入分析顶管过程参数对土体变形影响规律。研究结论:(1)矩形顶管不同因素作用下土体沉降影响数值解同实测数值较一致,验证了数值模型解的准确性;(2)通过对土体扰动影响因素进行分析,泥皮套摩阻系数对地层沉降影响较小,推力、注浆压力适当增大可抑制地表沉降,建议推力略大于1倍掌子面中心土压力,注浆压力控制在2倍上覆土层压力以内;(3)装备防背土设计、管节涂蜡、触变泥浆、渣土改良、注浆减摩等手段综合应用对减少大断面顶管土体扰动及沉降控制效果显著;(4)本研究成果可为超大断面矩形土压平衡顶管工程提供参考或借鉴。 展开更多

关键词 隧道 超大断面 矩形顶管 土体扰动 沉降控制

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大断面矩形土压平衡式顶管上跨施工对运营地铁隧道变形的影响分析 被引量：25

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作者 易丹 严德添 党军 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2018年第4期76-84,共9页

以川大停车场下穿人民南路地下人行通道矩形顶管隧道工程为依托,采用数值模拟方法对大断面矩形土压平衡式顶管隧道上跨地铁运营区间隧道所引起的地铁隧道变形进行全过程分析研究,并将模拟结果与现场监测数据进行对比,验证模型的合理性... 以川大停车场下穿人民南路地下人行通道矩形顶管隧道工程为依托,采用数值模拟方法对大断面矩形土压平衡式顶管隧道上跨地铁运营区间隧道所引起的地铁隧道变形进行全过程分析研究,并将模拟结果与现场监测数据进行对比,验证模型的合理性。主要结论如下:1)顶管法隧道上跨施工引发的既有地铁隧道竖向变形受前期掌子面支护压力影响较大,随着开挖面的推进,开挖卸载效应逐渐占据主导地位;2)地铁隧道横向位移受顶管隧道掌子面支护压力和开挖卸载效应的共同影响,且地铁隧道管片衬砌上半断面的横向位移对掌子面支护压力极为敏感。 展开更多

关键词 大断面顶管隧道 上跨地铁隧道 变形 支护压力 开挖卸载效应

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超大矩形断面浅覆土盾构顶管施工风险识别及风险评估 被引量：14

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作者 康祖玮 杨伟超 +1 位作者 尹荣申 邓锷 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1105-1112,共8页

超大断面、超小净距、多孔矩形浅覆土盾构顶管施工风险包括设备风险、进出洞风险、掘进风险和环境风险等。采用R=P×C定级和模糊综合评价相结合的方法,对各风险的风险源进行排序和评价,可得设备风险、进出洞风险、掘进风险的风险等... 超大断面、超小净距、多孔矩形浅覆土盾构顶管施工风险包括设备风险、进出洞风险、掘进风险和环境风险等。采用R=P×C定级和模糊综合评价相结合的方法,对各风险的风险源进行排序和评价,可得设备风险、进出洞风险、掘进风险的风险等级为高度,环境风险的风险等级为中度。并以此采取相应地控制措施,对残余风险等级进行相应评价,将风险分析与合理对策相结合,提出预防或降低风险的措施。研究结果对工程建设单位和相关部门的决策提供科学、系统、综合、实用的依据,实现安全、经济、高效的管理目标。 展开更多

关键词 盾构顶管 超大断面 超小净距 矩形隧道 施工风险评估

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大断面矩形顶管上跨施工对既有地铁隧道变形影响研究 被引量：21

8

作者 姜之阳 张彬 +2 位作者 刘硕 王汉勋 刘杨 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期1703-1712,共10页

大断面矩形顶管上跨既有地铁隧道施工过程中,由于近距离开挖出土卸荷,导致既有地铁隧道产生上浮变形,危及地铁运营安全。本文以北京市通州区畅和西路(兆善大街—潞阳大街)综合管廊矩形顶管工程为背景,采用FLAC^(3D)有限差分软件建立了... 大断面矩形顶管上跨既有地铁隧道施工过程中,由于近距离开挖出土卸荷,导致既有地铁隧道产生上浮变形,危及地铁运营安全。本文以北京市通州区畅和西路(兆善大街—潞阳大街)综合管廊矩形顶管工程为背景,采用FLAC^(3D)有限差分软件建立了大断面矩形顶管上跨既有地铁隧道的三维数值模型,研究了双线矩形顶管上跨施工引起地铁隧道上浮的变形规律以及采用不同抗浮配重对既有地铁隧道的变形影响,并将模拟结果与现场监测数据进行对比,验证了数值模型的准确性。研究结果表明:双线顶管上跨施工引起地铁隧道的上浮变形大于单线顶管引起的上浮变形,且最大上浮变形均位于顶管隧道轴线处;施加与开挖损失土体近似重量的配重,可改变地铁隧道原有水平变形规律,导致先穿越的地铁隧道整体向始发井方向移动,后穿越的地铁隧道整体向接收井方向移动。随抗浮配重的增加,地铁隧道上浮位移减小,所受拉应力减小,且施加开挖损失土体重量50%的抗浮配重,可以将地铁上浮变形控制在1.4 mm以内;研究成果为该工程地铁隧道抗浮设计提供了参考依据。 展开更多

关键词 大断面矩形顶管 上跨地铁隧道 平行双线 抗浮配重 卸荷作用

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大断面类矩形钢顶管结构受力性能现场试验研究——以上海轨道交通14号线静安寺站顶管车站工程为例 被引量：6

9

作者 潘伟强 焦伯昌 柳献 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第6期975-983,共9页

为解决城市核心区地铁车站施工难题,上海轨道交通14号线静安寺站采用超大断面的类矩形钢顶管建造地铁车站。由于该新型结构的施工工艺及受力特性的研究目前仍处于初期阶段,设计关键点、受力薄弱点尚不清晰,因此基于该实际工程进行现场... 为解决城市核心区地铁车站施工难题,上海轨道交通14号线静安寺站采用超大断面的类矩形钢顶管建造地铁车站。由于该新型结构的施工工艺及受力特性的研究目前仍处于初期阶段,设计关键点、受力薄弱点尚不清晰,因此基于该实际工程进行现场试验研究。通过布置水土压力传感器、钢结构应变计,获取顶管施工全过程外荷载及钢结构应变的大小及变化规律,探究顶管结构在各个施工工况下的结构受力性能。结果表明:1)运营工况下,总压力值分布均匀、左右对称,顶部总压力略大于底部,下半环压力大致呈马鞍形分布;2)同步注浆工况下,泥浆套能快速传递注浆压力;3)二次注浆工况下,整环注浆压力约为330 kPa,相较运营工况提高了1.56倍,为最不利受力工况;4)管节环向受力机制接近整环矩形框架结构,结构顶、底部为最不利受力截面;5)管节纵向应力较小,需关注顶管隧道回退量,必要时增大止退反力,做好环缝防水措施。 展开更多

关键词 大断面类矩形钢顶管 结构受力 现场试验 水土压力 注浆荷载 力学性能

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超大断面矩形顶管减阻技术在郑州市下穿中州大道隧道工程中的应用 被引量：25

10

作者 杨红军 荣亮 徐虎城 《隧道建设》 北大核心 2016年第4期458-464,共7页

郑州市下穿中州大道隧道工程采用矩形顶管法进行施工,顶管段具有断面超大、覆土浅、间距小、推进距离长、未采用中继间等特点,顶管推进推力大。为有效控制顶管推力,研究了注浆孔布置、触变泥浆配制、注浆管路优化设计和管节表面涂蜡等... 郑州市下穿中州大道隧道工程采用矩形顶管法进行施工,顶管段具有断面超大、覆土浅、间距小、推进距离长、未采用中继间等特点,顶管推进推力大。为有效控制顶管推力,研究了注浆孔布置、触变泥浆配制、注浆管路优化设计和管节表面涂蜡等顶管减阻技术。结果表明,本工程采用的减阻技术效果良好。 展开更多

关键词 超大断面 矩形顶管 注浆减阻 顶管推力 触变泥浆

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郑州市下穿中州大道超大断面矩形顶管隧道施工沉降控制技术 被引量：47

11

作者 荣亮 杨红军 《隧道建设》 北大核心 2015年第12期1338-1344,共7页

郑州市下穿中州大道矩形顶管隧道工程具有断面超大、覆土浅、4条隧道平行布置、净间距小等特点,地表沉降控制难度大。为有效控制地表沉降,采取同步注浆及二次注浆、渣土改良及出渣量、顶管机防背土、6刀盘控制及盲区处理、顶管隧道止退... 郑州市下穿中州大道矩形顶管隧道工程具有断面超大、覆土浅、4条隧道平行布置、净间距小等特点,地表沉降控制难度大。为有效控制地表沉降,采取同步注浆及二次注浆、渣土改良及出渣量、顶管机防背土、6刀盘控制及盲区处理、顶管隧道止退等关键技术。实践表明,超大断面矩形顶管在覆土浅、净间距小、地层多次扰动等复杂情况下,选择合适的注浆参数、精细化地控制出渣量及6刀盘操控、实施有效地止退等技术控制地表沉降是切实有效的。 展开更多

关键词 超大矩形顶管 沉降控制 下穿城市道路 小间距 6刀盘控制 覆土浅

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苏州城北路大断面矩形顶管顶力计算与实测分析 被引量：17

12

作者 薛青松 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第12期1717-1724,共8页

矩形顶管顶力作为顶进设计的重要参数,目前尚无统一的标准计算公式。结合大断面矩形顶管的特殊性,在比尔鲍曼理论、管土与管浆部分接触理论基础上进行修正改进,将顶管机机壳摩阻力单独计算,推导出大断面矩形顶管的顶力计算新方法。结合... 矩形顶管顶力作为顶进设计的重要参数,目前尚无统一的标准计算公式。结合大断面矩形顶管的特殊性,在比尔鲍曼理论、管土与管浆部分接触理论基础上进行修正改进,将顶管机机壳摩阻力单独计算,推导出大断面矩形顶管的顶力计算新方法。结合苏州城北路大断面矩形顶管工程案例,将计算值与实测值进行对比分析,研究发现:1)采用比尔鲍曼理论计算上部土压力更为合理;2)当形成稳定的泥浆套时,迎面阻力取1.1倍静止土压力,同实际情况吻合度高;3)推导方法计算出的单位长度顶力与实测值较为接近,工程适用性较好。 展开更多

关键词 大断面矩形顶管 比尔鲍曼理论 泥浆套 顶力

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大断面矩形顶管法地铁车站施工沉降控制技术实践——以上海轨道交通14号线静安寺站工程为例 被引量：26

13

作者 吴列成 黄德中 邱龑 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第9期1585-1593,共9页

大断面矩形顶管法在城市核心区轨道交通地铁车站建设中尚无相关工程经验,为满足其施工过程中的沉降控制要求,实现地铁车站施工的微扰动,以国内首个软土地区大断面矩形顶管法暗挖车站上海轨道交通14号线静安寺站为工程背景,详细介绍其已... 大断面矩形顶管法在城市核心区轨道交通地铁车站建设中尚无相关工程经验,为满足其施工过程中的沉降控制要求,实现地铁车站施工的微扰动,以国内首个软土地区大断面矩形顶管法暗挖车站上海轨道交通14号线静安寺站为工程背景,详细介绍其已贯通的东线隧道施工沉降控制技术,即设定合理的推进参数、采用新型的管节止退装置、研发使用新型减摩触变泥浆和相应的压注工艺。其中,土舱上部土压力实际值略高于设定值,差异控制为-1.1%~7.5%,总推力、主刀盘转矩、推进速度与主刀盘转速等主要参数实际值严格控制在设定值范围内;新型的管节止退装置将管节回缩量控制在35 mm以内;新型减摩触变泥浆性能以满足间隙填充为主,兼顾减小土体与管节间的摩擦力。基于地表实测变形数据分析表明,东线顶管隧道施工过程中,纵向最大累计沉降发生在距接收井约18 m处,约为2倍主刀盘直径,地表整体沉降控制在-15~5 mm。 展开更多

关键词 大断面矩形顶管 地铁车站 沉降控制 推进参数 新型止退系统 减摩触变泥浆

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特大断面矩形隧道掘进机关键系统设计与应用——结合嘉兴市长水路下穿南湖大道项目 被引量：9

14

作者 贾连辉 谌文涛 +1 位作者 范磊 袁征 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第5期917-928,I0021-I0032,共24页

为解决3车道矩形隧道机械化施工难题,对15 m级特大断面矩形掘进机关键系统展开研究。针对特大矩形断面开挖难题,构建组合刀盘分布设计数学模型及其低扰动控制策略,研制出特大断面矩形掘进机低扰动开挖系统;基于驱动转矩数据回归分析,提... 为解决3车道矩形隧道机械化施工难题,对15 m级特大断面矩形掘进机关键系统展开研究。针对特大矩形断面开挖难题,构建组合刀盘分布设计数学模型及其低扰动控制策略,研制出特大断面矩形掘进机低扰动开挖系统;基于驱动转矩数据回归分析,提出引入重叠率的组合刀盘驱动转矩计算方法;为解决盾体超重带来的施工顶进栽头问题,采用基于敏感度的有限元设计方法,实现特大断面盾体轻量化设计;针对大跨度断面土舱压力控制难题,开发出多螺旋输送机协同控制系统及适用于大跨度的主机姿态控制策略,解决特大断面矩形顶管施工姿态及沉降控制等施工难题。同时,针对应用过程中的出渣及管节对中等问题,提出相应的整改方案,最终实现特大断面矩形掘进机的研制及成功应用。 展开更多

关键词 特大断面矩形顶管 开挖系统设计 盾体轻量化 沉降控制 姿态控制

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地铁停车线段大断面顶管工法的论证与实践 被引量：5

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作者 苏江川 《都市快轨交通》 北大核心 2023年第4期54-62,共9页

地铁停车线通常与车站一起采用明挖工法施工,而随着城市基础设施不断开发和完善,明挖方案因施工占地大等问题,对周边环境影响越来越大。针对此问题,以福州地铁某区间为例,结合地铁停车配线选型优化和施工工法比选论证,提出单停车线段区... 地铁停车线通常与车站一起采用明挖工法施工,而随着城市基础设施不断开发和完善,明挖方案因施工占地大等问题,对周边环境影响越来越大。针对此问题,以福州地铁某区间为例,结合地铁停车配线选型优化和施工工法比选论证,提出单停车线段区间采用矩形单洞双线顶管方案;并结合地铁各相关专业需求和受力分析,确定外宽高为10.8 m×7.5 m的类矩形超大断面顶管。该方案已通过工程实践:顶管总长约190 m,覆土埋深约10 m,平均月掘进长度约54 m;顶管顶进施工过程最大顶力约4890 t;与理论最大顶力基本一致;隧道纵向地表累计变形为-17~2 mm。上述论证与实践以期为超大断面顶管隧道的工程设计和施工提供参考。 展开更多

关键词 地铁 超大断面顶管 地铁停车线 配线选型 顶管断面

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浅埋富水地层特大断面矩形顶管隧道掘进参数分析 被引量：6

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作者 王发民 孟庆军 +3 位作者 张浩 刘常利 杨振兴 张兵 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第2期316-326,共11页

为保障特大断面矩形顶管隧道在浅覆土、小净距下的安全高效掘进,依托世界上首个直径15 m级3车道矩形顶管隧道工程,对顶管多刀盘开挖系统、减摩注浆系统、三螺机出渣系统进行针对性优化设计。通过对顶管主要掘进参数及地层沉降监测结果... 为保障特大断面矩形顶管隧道在浅覆土、小净距下的安全高效掘进,依托世界上首个直径15 m级3车道矩形顶管隧道工程,对顶管多刀盘开挖系统、减摩注浆系统、三螺机出渣系统进行针对性优化设计。通过对顶管主要掘进参数及地层沉降监测结果进行统计分析,得到以下结论:1)本工程采用的减阻措施有效降低了管节受到的地层摩擦阻力,实际总推力为理论值的40%左右;2)刀盘直径和安装高度对刀盘转矩影响较大,多数刀盘转矩均值小于额定转矩的一半,说明刀盘额定转矩有较大的优化空间;3)顶管掘进过程中盾壳受到较大的地层挤压力,土舱内渣土压力也显著大于地层侧向土压力,停机后上述压力均有较大幅度降低;4)顶管掘进后地表横向沉降槽呈“盆”状,隧道两侧0.5倍开挖宽度内的地层沉降较大。 展开更多

关键词 特大断面矩形顶管隧道 多刀盘开挖系统 减摩注浆系统 三螺机出渣系统 掘进参数 推力 刀盘转矩 地层沉降

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